胎膜在設計、制造、使用與維修中的幾個問題

郭偉 曹偉

摘 要:本文從鍛件的設計入手,介紹了胎膜的選材、制造及使用維護方法,提出胎膜在制造過程中,通過正確選用鍛模結構及原材料,采取合理的鍛造和熱處理工藝,將有利于提高模具的壽命,降低鍛件成本,提高生產效率。

關鍵詞:胎膜鍛造鍛模工藝使用維護

中圖分類號:R363.2+3 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)07(a)-0097-01

為提高有些零件的機械性能,節省材料,往往用胎膜來鍛成。在保證鍛件質量的條件下,要求模具重量輕,操作方便,容易制造,成本低,效率高,壽命長。

1確定胎膜的結構

根據鍛件形狀、尺寸、重量、生產批量、設備情況、制造胎膜的能力等。在保質保量、降低模具成本來確定結構形式。(1)摔子結構。(2)扣模結構。(3)套筒模結構。(4)合模結構。(5)沖切模結構。

2確定模膛尺寸、精度、表面粗糙度與胎膜外形尺寸

(1)確定胎膜模膛尺寸和外形尺寸。(2)確定胎膜精度等級。(3)確定胎膜的表面粗糙度。

3胎膜材料的選擇

胎膜在工作時承受很大的載荷,表面容易產生龜裂,磨損嚴重,容易局部塌陷。為了滿足使用要求,胎膜材料應具有以下性能:(1)在較高溫度下具有較高的強度,沖擊韌性和耐磨性。(2)有較高的熱硬性,耐熱疲勞性。(3)良好的工藝性能和導熱性4熱處理變形與尺寸變化小和具有抗回火軟化的性質。

4胎膜的制造

(1)機械加工法:常用于精度要求較高,模膛形狀復雜的胎膜。為簡化機械加工可把胎膜分成幾部分切削加工后再拼焊在一起。(2)反印法:用于形狀簡單,精度要求不高的鍛件。①合模反印法:用半件芯子分別壓入上下模,反引出近似模膛,再用整體芯子復印,使模膛達到鍛件要求尺寸,加工出定位孔,打磨,淬火,回火即可使用。小型簡單鍛件可用整體芯子作初印。芯子尺寸等于熱鍛件尺寸加熱模膛收縮量。收縮量一般可采用1%左右。當鍛件高度較大,模膛較深時,反印時沿模膛周界就要拉縮。故芯子需加厚2mm～3mm,大型芯子需要加厚5mm～10mm,作為反印后模具加工余量。②摔子反印:摔子反印用的芯子與鍛件要摔的部分和形狀尺寸完全相同。例如圓形摔子的反印。為了避免鍛件時夾料,在反印時選用一個比鍛件直徑小的芯子反印后,逐漸加大到大于鍛件直徑的圓棒,反印成橢圓形。然后用鍛件直徑一樣大小的圓棒,修正成鍛件直徑尺寸后,用砂輪修正到胎膜要求的尺寸。

5胎膜的使用和維護

正確使用和維護胎膜的主要內容有胎膜預熱、胎膜冷卻、胎膜的潤滑、正確的操作方法和及時翻修胎膜、胎膜保管。(1)胎膜預熱:胎膜使用前必須均勻預熱,提高模具材料的沖擊韌性,防止使用時破裂預熱溫度一般為150℃～250℃。預熱方法通常是用燒紅的鐵塊放在模具上預熱,也可將模具放在爐門口烘烤。預熱時應注意均勻熱透,并且要防止模膛表面局部回火,降低硬度。測量預熱溫度的方法,一般憑經驗。例如,滴上水滴看是否迅速蒸發或看胎膜上是否已起黃點。也可用白紙放在胎膜上,看看白紙是否很快變成黃色。重要模具可用表面測溫計,輻射測溫儀,測溫合金,快速測溫筆等來測量胎膜預熱溫度。(2)胎膜的冷卻:胎膜在使用過程中必須隨時進行冷卻,保證胎膜的工作溫度不要超過400℃,否則會產生局部回火,使模膛硬度軟化而塌陷、龜裂。常用的冷卻方法有水冷、噴霧、吹風、輪換等幾種方法。①水冷:一般碳素工具鋼和合金結構鋼制造的胎膜可用水冷,對于5CrMnM。等熱模具鋼與合金工具鋼制造的胎膜,則需要在40℃～60℃的熱水中冷卻。②噴霧和冷風:用壓縮空氣將食鹽水噴霧狀噴在胎膜上冷卻或直接用壓縮空氣吹在胎膜上冷卻。③胎膜輪換:在大批量生產時可用多付胎膜輪換使用,保證胎膜冷卻。(3)胎膜的潤滑:胎膜使用時加潤滑劑,減小阻力,減少摩擦,促使金屬容易流動,便于充滿模膛,降低鍛件表面粗糙度,減少胎膜磨損,提高胎膜使用壽命。潤滑劑可用廢機油或機油與石墨的糊狀混合物,也可用飽和食鹽水,但注意它對某些鋼種容易引起裂紋,例如對3Cr2W8鋼,食鹽水對定位銷也有銹蝕作用。(4)正確的操作方法:正確操作是延長胎膜壽命,提高鍛件質量的關鍵,故要十分重視。當坯料進入模膛前必須去凈氧化皮,操作要迅速,避免鍛件在胎膜內停留時間過長,飛邊發黑,有剛性沖擊現象時應立即停止錘擊,趈面要經常保持平整,有凹陷時應及時修理后再使用。(5)及時翻修胎膜:胎膜發現有缺陷時要及時修理,一般可用堆焊局部缺陷,當模膛出現裂紋時,可在模具外圈,熱套上套圈。(6)胎膜保管:要建立胎膜使用、管理制度。鍛造完畢,應把胎膜送工具庫或指定地點,擦凈油污,涂上重油,以防銹蝕,保證其表面光潔。此外,設備能力對胎膜鍛造影響較大。設備能力過小時,會造成金屬充不滿胎膜模膛,鍛打火次多,金屬損耗大,降低胎膜壽命,生產效率低。若設備能力過大時,容易打碎胎膜,過多的消耗動力,并降低了設備有效的利用。

參考文獻

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